【iOS开发】从Cocoa框架说开去--Fundation框架系列

妖狐艹你老母 2022-08-19 05:51 308阅读 0赞

**【Cocoa简介】**

Cocoa是苹果公司为Mac OS X所创建的原生面向对象API 是Mac OS X上五大API之一。（其他四个：Carbon POSIX X11 Java）它是苹果的面向对象开发框架，主要开发语言为OC。OC是C的超集。

在此提一下这么几个内容

**1.动态绑定**

多数面向对象的编程语言 调用方法是直接调用内存中一段固定代码实现，由于这种方法需要预定义的处理命令的类限制了程序设计，通常采用责任链模式作为其设计模式，Cocoa中虽然也大量采用，但是动态绑定的动态绑定特性增加了更多设计自由。

OC中，消息机制由selector代表，描述需要调用方法的字符串，在发送消息时被放在运行时在方法列表寻找方法，调用方法实现。由于selector是文本数据，因此可以保存在文件中，方法的实现是在运行时查找的，而非编译时。这样的做法会造成一些性能损失，但[动态绑定][Link 1]允许相同的selector代表不同的实现。

利用这些特性，Cocoa提供了一种通用的[数据管理技术][Link 2]，称为键-值编码（KVC）。这种技术允许对象的数据或属性可以在运行时通过其键名进行查找，其中，属性的名称即为其值的键名。在静态语言中，这样的做法是不可能的。KVC大大的增加了设计的自由度：通过KVC，无需知道对象的类型即可访问其属性或数据。另外，利用键-值-观测器（KVO）技术和NSUndoManager类，可以提供自动的撤销/重做支持

**2.内存管理** OC中是用引用计数来实现的。后期会继续跟进内存管理的内容。

**3.主要框架**

Fundation

作为通用的[面向对象][Link 3]的函数库，Foundation提供了字符串，数值的管理，容器及其枚举，分布式计算，事件循环，以及一些其它的与[图形用户界面][Link 4]没有直接关系的功能。其中用于类和常数的“NS”前缀来自于Cocoa的来源，NeXTSTEP。它可以在Mac OS X和iOS中使用。

“应用程序工具包”，或称AppKit（Application Kit）是直接衍生自NeXTSTEP的AppKit的。它包含了程序与图形用户界面交互所需的代码。它是基于Foundation建立的，也使用“NS”前缀。它只能在Mac OS X中使用。

“用户界面工具包”，或称UIKit（User Interface Kit），是用于iOS的[图形用户界面][Link 4]工具包。与AppKit不同，它使用“UI”的前缀。

Cocoa构架的一个关键部分是其多样的视图模型。总体而言，它是基于由Quartz提供的PDF绘制模型的，该特性允许使用PostScript绘制自定义图形内容，同时也自动的支持了打印机以及类似设备。由于Cocoa框架管理了全部的绘图操作，例如裁剪，滚动，缩放等，程序员可以不再重复实现基础的功能，而可以集中于提供程序的关键功能上。

**4.基础对象**

Cocoa中最有用的特性是系统提供的强大的“基础对象”，例如Foundation中的NSString和NSAttributedString类，提供了Unicode字符串的支持；而AppKit中的NSText系统则允许程序员在GUI中放置字符串对象。

NSText及其相关类是用于显示和编辑字符串的。这些对象允许程序实现简单的单行文本框，也可以实现完整的多页，多栏文本显示方案 ，方案同时可以提供支持完整的专业排版特性，例如压缩字符，合字，环绕形状的文字，旋转，完整的Unicode支持和反锯齿字形渲染。段落格式可以自动控制或由用户自定义；可以使用内建的“ruler”对象附加到任何文本视图上。这些类也有自动拼写检查特性，该特性使用一个由所有[程序共享][Link 5]的字典。另外，也允许无限制数量的撤销/重做操作。只使用内建的特性，任何人都可以只用不到10行代码写出一个具备上述特性的[文本编辑器][Link 6]，而若使用Cocoa绑定，甚至可以不用写一行代码。

若需要对已有特性进行扩展，Objective-C中的类别特性使得这项操作变得相当容易。通过类别可以直接对已有类进行功能添加，而无需对其进行更改或获得其[源代码][Link 7]。一般而言，这样的目的需要通过继承原有的类并修改原有的代码，将原有的类以新的子类代替来完成。

**5.实现**

Cocoa 本身由 Objective-C 语言写成，因此 Objective-C 是开发 Cocoa 应用的首选语言。虽然也提供 Java 到 Cocoa 的绑定，但是在开发者中并未得到广泛采用。而且，由于使用[桥接][Link 8]机制，Java 的绑定并不能全面利用 Cocoa 的所有功能。2005年，苹果公司宣布 Java 的 Cocoa 绑定在 Mac OS X 10.4 和之后版本中属被废弃的技术。换句话说，Cocoa API 中可能会逐渐出现不支援 Java 的功能。

iOS开发是基于cocoa框架的。cocoa框架类图

![SouthEast][]

UIKit是UI类库。

Fundation是框架基础。

Cocoa Touch框架包含创建世界一流 iOS 应用程序所需的所有框架，从 3D 图形、专业音频到网络，甚至提供特殊设备访问 API 以控制摄像机或从 GPS 硬件获取位置。Cocoa Touch 既包含只需要几行代码就可以完成全部任务的强大的 Objective-C 框架，也在需要时提供基础的 C 语言 API 来直接访问系统。这些框架示例包括：

### Core Animation ###

通过 Core Animation，您就可以通过基于组合独立图层的简单编程模型来创建丰富的用户体验。

### Core Audio ###

Core Audio 是播放、处理和录制音频的专业级技术，能够轻松为您的应用程序添加强大的音频功能。

### Core Data ###

Core Data 提供面向对象的数据管理解决方案，该方案易于使用和理解，甚至可处理任何应用或大或小的数据模型。

Cocoa Touch框架主要包含：UIKit，MapKit，Game Kit，Message UI/Address Book UI

1.  UIKit 负责启动和结束应用程序，控制界面和多触点事件
2.  Map Kit 提供地图的相关服务，定位或者区域检测等
3.  Game Kit 创建和使用网络机制
4.  Message UI/Address Book UI 提供操作电子邮件和联系人的信息

Foundation类层次的根是NSObject类，它（和NSObject及NSCopying协议一起）定义了基本的对象属性和行为。NSObject是一个抽象类，该类被其他类继承来产生对象。Foundation框架的剩余部分由几组相互关联的类和一些独立的类组成。

代表基本数据类型：如字符串（NSString等）字节数组 NSArray等 存储其他对象的集合类NSSet

代表系统信息：如日期类

代表系统实体类 端口 进程 线程

Fundation第一部分

![SouthEast 1][]

Fundation第二部分

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**Foundation**第三部分

![SouthEast 3][]

**图示解析：**

**值对象：**

值对象封装各种类型数据，提供对数据进行访问和操作的路径，因为他们都是对象，所以可以对它们进行归档、解档。

NSData类为字节流提供面向对象的存储空间

NSValue合NSNumber为简单的数据类型提供面向对象的存储空间，

NSDate NSCalendarDate NSTimeZone NSCanlendar NSDataCompoments 和NSLocale类提供代表时间日期日历和地域设置的对象 其包含的方法可以用于计算日期和时间差，以各种格式显示日期和时间，以及调整世界上各个位置时间和日期

[字符串][Link 9]。NSString是另一类值对象，负责为以null结尾的、具有特定编码的字节数组提供面向对象的存储空间。它支持对UTF-16、UTF-8、MacRoman、和很多其它编码的字符串之间进行转换。NSString还提供对字符串进行检索、组合、和比较、以及对文件系统路径进行操作的方法。您可以用NSScanner对象来对NSString对象中的数字和词进行解析。NSCharacterSet（显示在框图中的集合类部分）代表可以在各个NSString和NSScanner方法中使用的一组字符。

集合。集合是以一定的顺序存储和访问其它对象（通常是数值）的对象。NSArray的索引从0开始，NSDictionary使用键-值对，而NSSet则负责对象的随机存储（NSCountedSet类使集合具有唯一标识）。通过NSEnumerator对象，您可以访问一个集合中的元素序列。集合对象是属性列表的必要元素，和其它所有对象一样，它也可以被归档和分发

操作系统服务。 很多Foundation类为访问各种底层的操作系统服务提供便利，同时又把开发者从操作系统的具体特性隔离开来。举例来说，您可以通过NSProcessInfo类查询应用程序运行的环境；通过NSHost类得到主机系统在网络中的名称和地址；通过NSTimer对象，您可以按指定的时间间隔向其它对象发送消息；NSRunLoop可以帮您管理应用程序或其它类型程序的输入源；而NSUserDefaults则为存储全局（主机级别）和用户级缺省值（预置）的系统数据库提供编程接口。

文件系统和URL。 NSFileManager为诸如创建、重命名、删除、和移动文件这样的文件操作提供统一的接口。NSFileHandle则可以进行较为底层的文件操作（比如文件内查找操作）。NSBundle可以寻找存储在程序包中的资源，可以动态装载某些资源（比如nib文件和代码）。您可以用NSURL和NSURLHandle类来表示、访问、和管理源于URL的数据。

进程间通讯。 这个范畴中的大部分类代表不同的系统端口、套接字、和名字服务器，对实现底层的IPC很有用。NSPipe代表一个BSD管道，即一种进程间的单向通讯通道。

线程和子任务。 NSThread类使您可以创建多线程的程序，而各种锁（lock）类则为彼此竞争的线程在访问进程资源时提供各种控制机制。通过NSTask，您的程序可以分出一个子进程来执行其它工作或进行进度监控。

归档和序列化。这个范畴中的类使对象分发和持久保留成为可能。NSCoder及其子类和NSCoding协议一起，可以以独立于架构的方式来表示对象中包含的数据，可以将类信息和数据一起存储。

表达式和条件判断。条件判断类，即NSPredicate、NSCompoundPredicate、和NSComparisonPredicate类，负责对获取或过滤对象的逻辑约束条件进行封装。NSExpression对象则代表条件判断中的表达式。

Spotlight查询。NSMetadataItem、NSMetadataQuery和相关的查询类对文件系统的元数据进行封装，使元数据的查询成为可能。

Objective-C语言服务。NSException和NSAssertionHandler类为代码中的断言和例外处理提供了面向对象的封装。NSInvocation对象是Objective-C消息的静态表示，您的程序可以对它存储，并在之后用于激活另一个对象的消息。undo管理器（NSUndoManager）和分布式对象（Distributed Objects）系统都用到了这种对象。NSMethodSignature对象负责记录方法的类型信息，可以用于信息的推送。NSClassDescription则是一个抽象类，用于定义和查询类的关系和属性。

脚本。这个范畴中的类可以帮助您实现对AppleScript脚本和Apple Event命令的支持。

分布式对象。 您可以通过分布式对象类来进行同一台电脑或一个网络中的不同电脑上的进程间通讯。其中的两个类－NSDistantObject和NSProtocolChecker的根类（NSProxy）和Cocoa其它部分的根类不同。

网络。NSNetService和NSNetServiceBrowser类支持称为Bonjour的零配置网络架构。Bonjour是在IP网络上发布和浏览服务的强大系统。

UIKit主要用于界面架构 类结构如下

![SouthEast 4][]

**常用结构体**

在Foundation中定义了很多常用结构体类型来简化我们的日常开发，这些结构体完全采用Objective-C定义，和我们自己定义的结构体没有任何区别，之所以由框架为我们提供完全是为了简化我们的开发。常用的结构体有NSRange、NSPoint、NSSize、NSRect等

可以看到对于常用结构体在Foundation框架中都有一个对应的make方法进行创建，这也是我们日后比较常用的操作;而且与之对应的还都有一个NSStringFromXX方法来进行字符串转换，方便我们调试。上面也提到NSSize其实就是CGSize，NSRect其实就是CGRect，我们可以通过查看代码进行确认，例如NSSize定义：

**/\* Sizes. \*/**

**struct**** CGSize \{**

**    ****CGFloat**** width;**

**    ****CGFloat**** height;**

**\};**

**typedef**** ****struct**** ****CGSize**** CGSize;**

下一篇将从Fundation的API开始写起。

[Link 1]: http://baike.baidu.com/view/5776203.htm
[Link 2]: http://baike.baidu.com/view/5261994.htm
[Link 3]: http://baike.baidu.com/view/125370.htm
[Link 4]: http://baike.baidu.com/view/185360.htm
[Link 5]: http://baike.baidu.com/view/3422791.htm
[Link 6]: http://baike.baidu.com/view/487023.htm
[Link 7]: http://baike.baidu.com/view/60376.htm
[Link 8]: http://baike.baidu.com/view/197495.htm
[SouthEast]: /images/20220731/8542eb25d63242b2b18bcb6264d238e4.png
[SouthEast 1]: /images/20220731/60678aafa90f403488e78506d37f71d1.png
[SouthEast 2]: /images/20220731/b04b562decce48789eb08f0a87d965f7.png
[SouthEast 3]: /images/20220731/9e3b2619a556474aa4158e2983866964.png
[Link 9]: http://baike.baidu.com/view/56072.htm
[SouthEast 4]: /images/20220731/3b7060466de74ac68417559f31ae5a71.png